聚合物基复合材料 2版PDF电子书下载

0绪论 1

0.1高分子材料改性的主要方法 1

0.1.1共混改性 1

0.1.2填充改性 2

0.1.3纤维增强 2

0.1.4化学改性 2

0.1.5表面改性 2

0.2高分子材料改性的发展 3

第1篇 聚合物合金 5

第1章 聚合物合金的基本原理 5

1.1基本概念 5

1.1.1聚合物合金的概念 5

1.1.2聚合物合金化技术的特点 5

1.1.3聚合物合金的制备方法 6

1.2聚合物合金的分类 7

1.2.1按热力学相容性分类 7

1.2.2按聚合物合金的组成分类 8

1.2.3按组分间有无化学键分类 9

1.3聚合物间的相容性 10

1.3.1基本概念 10

1.3.2相容性的热力学基础 11

1.3.3共混体系的相图 13

1.3.4相分离的临界条件 14

1.3.5两种相分离机理 16

1.4相容性的预测及测定方法 17

1.4.1相容性的预测 17

1.4.2相容性的测定方法 20

1.4.3聚合物共混体系的多尺度模拟 23

1.5改善相容性的方法 26

1.5.1相容聚合物的结构特征 26

1.5.2改变链结构改善相容性 27

1.5.3增容剂的应用 28

本章小结 31

思考题 32

第2章 聚合物合金的相态结构 33

2.1相态结构的类型 33

2.1.1海岛结构 33

2.1.2两相连续结构 35

2.1.3两相交错层状结构 36

2.1.4含有结晶组分的相态结构 36

2.2影响相态结构的因素 37

2.2.1影响相连续性的因素 37

2.2.2影响微区形态、尺寸的因素 38

2.2.3含有结晶聚合物共混体系相态结构的影响因素 39

2.3嵌段共聚物的微相分离结构 40

2.3.1嵌段共聚物微区的结构形态 40

2.3.2影响微相分离结构的因素 42

2.4界面层的结构和特性 44

2.4.1相界面的形态 45

2.4.2相界面的效应 46

2.4.3界面自由能与共混过程的动态平衡 46

2.5形态结构的研究方法 47

2.5.1光学显微镜法 47

2.5.2电子显微镜法 48

2.5.3原子力显微镜法 49

本章小结 50

思考题 50

第3章 聚合物合金的增韧机理 52

3.1橡胶增韧塑料的增韧机理 52

3.1.1橡胶增韧塑料体系的形变特点 52

3.1.2橡胶增韧塑料体系的增韧机理 56

3.1.3影响橡胶增韧塑料增韧效果的因素 58

3.2刚性有机粒子（ROF）对工程塑料的增韧原理 59

3.2.1刚性有机粒子增韧的冷拉机理 59

3.2.2影响刚性有机粒子增韧效果的因素 61

3.2.3两类不同分散相粒子对塑料增韧作用的比较 61

本章小结 62

思考题 62

第4章 聚合物合金的性能 64

4.1聚合物合金的力学性能 64

4.1.1聚合物合金玻璃化转变 64

4.1.2聚合物合金的冲击强度 67

4.1.3聚合物合金的其他力学性能 68

4.2聚合物合金的流变特性 68

4.2.1影响熔体黏度的因素 68

4.2.2熔体的弹性效应 70

4.3聚合物合金的其他性能 72

4.3.1聚合物合金的透气性 72

4.3.2聚合物合金的透光性 72

4.3.3聚合物合金的电性能 73

4.3.4聚合物合金的阻隔性 73

本章小结 74

思考题 75

第5章 聚合物合金的共混工艺与共混设备 76

5.1分散相的“分散”过程与“凝聚”过程 76

5.2控制分散相粒径的方法 77

5.2.1共混时间的影响 77

5.2.2共混组分熔体黏度的影响 78

5.2.3界面张力与相容剂的影响 78

5.3两阶共混分散历程 79

5.4共混设备简介 79

5.5共混工艺因素对共混物性能的影响 80

本章小结 81

思考题 81

第6章 聚合物合金各论 82

6.1通用塑料合金 82

6.1.1聚苯乙烯塑料的共混改性 82

6.1.2聚氯乙烯（PVC）的共混改性 88

6.1.3聚烯烃的共混改性 91

6.2工程塑料的共混改性 95

6.2.1概述 95

6.2.2 PA的共混改性 96

6.2.3聚甲醛的共混改性 101

6.2.4 PET、 PBT的共混改性 102

6.2.5 PC的共混改性 105

6.2.6 PPO的共混改性 107

6.2.7特种工程塑料合金 109

6.3热固性塑料的共混改性 111

6.3.1环氧树脂的增韧 111

6.3.2其他热固性树脂的共混改性 119

6.4热塑性弹性体 121

6.4.1概述 121

6.4.2共聚型热塑性弹性体 123

6.4.3共混型热塑性弹性体 130

本章小结 138

思考题 140

第7章 聚合物合金的进展 141

7.1合金化的制造技术 141

7.1.1反应加工技术 141

7.1.2 IPN技术 142

7.1.3反应器合金 147

7.1.4增容剂技术 149

7.2功能性聚合物合金 149

7.2.1生物降解性聚合物合金 149

7.2.2永久防静电性聚合物合金 152

7.2.3高吸水性聚合物合金 152

7.2.4形状记忆聚合物合金 152

7.3液晶聚合物的合金化 154

7.3.1 LCP合金的类型 154

7.3.2 LCP合金的相容性 155

7.4具有自组装相形态的聚合物合金 156

7.4.1具有自组装核-壳结构相形态的三元不相容聚合物合金 156

7.4.2固体纳米粒子填充的二元不相容聚合物合金体系 157

本章小结 159

思考题 160

参考文献 160

第2篇 填充改性及纤维增强聚合物基复合材料 167

第8章 复合材料概述 167

8.1复合材料发展史 167

8.2复合材料的种类 168

8.2.1聚合物基复合材料 168

8.2.2碳基复合材料 175

8.2.3混杂纤维复合材料 179

8.2.4功能复合材料 185

8.2.5生物体复合材料 195

8.2.6智能复合材料 196

本章小结 197

思考题 198

第9章 填充改性聚合物基复合材料及其制备方法 199

9.1填充剂的种类及基本特征 199

9.1.1填充剂的种类 199

9.1.2填充剂的基本特性 201

9.2填充改性复合材料的制备方法 202

9.2.1热塑性塑料的填充改性 202

9.2.2填充改性效果应与其他工艺技术环节相结合 203

9.2.3塑料挤出成型加工设备 203

本章小结 204

思考题 204

第10章 纤维增强聚合物基复合材料及其制备方法 205

10.1增强纤维的种类及基本特性 205

10.2纤维增强聚合物基复合材料的制备方法 208

10.2.1聚合物基复合材料的工艺特点 208

10.2.2聚合物基复合材料的制造方法 208

本章小结 215

思考题 216

第11章 复合材料的界面 217

11.1概述 217

11.2聚合物复合材料界面的形成及作用机理 218

11.2.1界面层的形成 219

11.2.2界面层的作用机理 221

11.3填充、增强材料的表面处理 223

11.3.1粉状填料的表面处理 223

11.3.2玻璃纤维的表面处理 225

11.3.3碳纤维的表面处理 227

11.3.4 Kevlar纤维的表面处理 230

11.3.5超高分子量聚乙烯纤维的表面处理 231

11.3.6天然纤维的表面处理 231

11.4复合材料界面分析技术 232

11.4.1红外光谱法 232

11.4.2电子显微镜法 233

11.4.3 X射线光电子能谱 234

11.4.4反气相色谱法 235

11.4.5原子力显微镜 237

11.4.6界面细观力学实验及理论分析 238

本章小结 239

思考题 240

第12章 聚合物基复合材料 241

12.1聚合物基复合材料的基本性能 241

12.1.1力学性能 243

12.1.2疲劳性能 244

12.1.3冲击性能 244

12.1.4蠕变性能 244

12.1.5低温冲击性能 245

12.1.6物理性能 246

12.2聚合物基复合材料结构设计 247

12.2.1概述 247

12.2.2材料设计 249

12.2.3结构设计 255

12.3聚合物基复合材料的应用 259

12.3.1玻璃纤维增强热固性塑料（GFRP）的应用 260

12.3.2玻璃纤维增强热塑性塑料（FR-TP）的应用 262

12.3.3高强度、高模量纤维增强塑料的应用 263

12.3.4天然纤维增强可降解塑料的应用 264

12.3.5其他纤维增强塑料 265

本章小结 265

思考题 266

参考文献 266

第3篇 聚合物基纳米复合材料 269

第13章 纳米复合材料概述 269

13.1纳米与纳米科技 269

13.2纳米复合材料的定义 269

13.3聚合物基纳米复合体系 271

13.4纳米颗粒的制备方法 272

13.4.1溶胶-凝胶法（sol-gel） 272

13.4.2复合醇盐法 272

13.4.3微乳液法 273

13.4.4沉积法与等离子体法 273

13.4.5分子及离子插层方法 273

13.5聚合物基纳米复合材料的制备方法 274

13.5.1溶胶-凝胶法 274

13.5.2层间插入法 275

13.5.3共混法 276

13.5.4原位聚合法 276

13.5.5分子的自组装及组装 277

13.5.6辐射合成法 277

13.6聚合物基纳米复合材料的特性 278

本章小结 278

思考题 278

第14章 聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料 279

14.1层状硅酸盐黏土材料 279

14.1.1蒙脱土的矿石性质 279

14.1.2蒙脱土层状硅酸盐资源及其分布 280

14.1.3有机黏土的制备 281

14.2聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料 283

14.2.1聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的研究现状 283

14.2.2聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的性能特点及应用前景 283

14.2.3聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法 284

14.3插层过程的理论分析 285

14.3.1插层过程的热力学分析 285

14.3.2插层过程的平均场理论 289

14.3.3插层过程的动力学分析 290

14.3.4聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的结构和分类 291

14.4聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的结构研究方法 292

14.4.1透射电镜观察（TEM） 292

14.4.2广角X射线衍射（WAXD） 293

14.4.3小角X射线散射（SAXS） 295

本章小结 296

思考题 297

第15章 聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料各论 298

15.1聚酰胺／层状硅酸盐纳米复合材料 298

15.1.1原位聚合制备PA／层状硅酸盐纳米复合材料 298

15.1.2熔融插层制备PA／层状硅酸盐纳米复合材料 301

15.1.3 PA／层状硅酸盐纳米复合材料的性能 302

15.1.4 PA／层状硅酸盐纳米复合材料的应用 308

15.1.5商品尼龙／黏土纳米复合材料的性能 308

15.2 PET／层状硅酸盐纳米复合材料 310

15.2.1原位聚合制备PET／层状硅酸盐纳米复合材料 311

15.2.2熔体插层制备PET/黏土纳米复合材料 313

15.2.3利用聚酯低聚物插层制备PET／层状硅酸盐纳米复合材料 314

15.2.4 PET／层状硅酸盐纳米复合材料的性能 315

15.2.5 PET／层状硅酸盐纳米复合材料的应用 319

15.3 PP／层状硅酸盐纳米复合材料 319

15.3.1插层聚合法制备PP／层状硅酸盐纳米复合材料 320

15.3.2熔融插层制备PP／层状硅酸盐纳米复合材料 321

15.3.3溶液插层制备PP／层状硅酸盐纳米复合材料 323

15.3.4 PP／层状硅酸盐纳米复合材料的性能 324

15.3.5 PP／层状硅酸盐纳米复合材料的应用 329

15.4生物降解高分子／层状硅酸盐纳米复合材料 330

15.4.1生物可降解聚合物纳米复合材料的制备方法 331

15.4.2生物可降解聚合物纳米复合材料的性能 334

15.5 UHMWPE／层状硅酸盐纳米复合材料 339

15.5.1 UHMWPE高岭土纳米复合材料的制备 339

15.5.2 UHMWPE／高岭土纳米复合材料的流变行为 340

15.5.3 UHMWPE／高岭土纳米复合材料的摩擦磨损性能 342

15.6热固性树脂／层状硅酸盐纳米复合材料 343

15.6.1环氧树脂／层状硅酸盐纳米复合材料的结构种类和制备方法 343

15.6.2影响黏土在环氧体系中插层／解离的因素 343

15.6.3插层／解离的固化热力学和动力学 346

15.6.4环氧树脂／层状硅酸盐纳米复合材料的性能 346

15.6.5其他热固性树脂／层状硅酸盐纳米复合材料 347

15.7橡胶／层状硅酸盐纳米复合材料 348

15.8具有特殊性能的聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料 349

15.8.1具有剪切诱导有序结构的PS／蒙脱土纳米复合材料 349

15.8.2低分子液晶／蒙脱土纳米复合材料的电控记忆效应 349

15.8.3聚苯胺蒙脱土纳米复合材料的导电各向异性 350

本章小结 351

思考题 352

第16章 聚合物／碳纳米管复合材料 353

16.1碳纳米管的制备、特性及表面处理 353

16.1.1碳纳米管的制备 354

16.1.2碳纳米管的结构和性能 356

16.1.3碳纳米管的表面处理 358

16.2碳纳米管在聚合物基体中的分散以及制备 359

16.2.1碳纳米管在聚合物基体中的分散 359

16.2.2碳纳米管／聚合物复合材料的制备方法 360

16.3聚合物／碳纳米管复合材料各论 360

16.3.1尼龙／碳纳米管复合材料 360

16.3.2 PC/碳纳米管复合材料 361

16.3.3 PS／碳纳米管复合材料 362

16.3.4环氧树脂／碳纳米管复合材料 363

16.3.5橡胶／碳纳米管复合材料 363

16.3.6 PLA／碳纳米管复合材料 365

16.3.7 CNTs／两亲性聚合物复合材料 366

16.4碳纳米管与聚合物相互作用机理 367

本章小结 368

思考题 369

第17章 聚合物／石墨烯纳米复合材料 370

17.1石墨烯的结构与特点 370

17.1.1石墨烯的结构 370

17.1.2石墨烯的特点 370

17.2石墨烯的制备及表面处理 371

17.2.1石墨烯的制备方法 371

17.2.2石墨烯的表面处理 373

17.3聚合物／石墨烯复合材料的制备方法 374

17.4聚合物／石墨烯复合材料的性能 376

17.4.1力学性能 376

17.4.2导电性能 376

17.4.3热学性能 378

17.4.4气体阻隔性能 378

17.5聚合物／石墨烯纳米复合材料的应用 379

17.5.1太阳能电池 379

17.5.2传感器 379

17.5.3超级电容器 380

17.5.4生物材料 380

17.5.5电子存储器 381

17.5.6其他应用 381

本章小结 381

思考题 382

第18章 功能纳米粒子填充的聚合物基纳米复合材料 383

18.1用于发光二极管的聚合物基纳米复合材料 383

18.1.1共轭聚合物发光材料 383

18.1.2用于复合材料的纳米粒子 385

18.1.3发光聚合物基纳米复合材料 386

18.1.4量子点与聚合物复合的意义 388

18.1.5 LED封装材料 388

18.2磁性聚合物基纳米复合材料 389

18.2.1磁性纳米粒子的基本特性 389

18.2.2磁性纳米粒子的制备方法 390

18.2.3磁性纳米粒子表面修饰 392

18.2.4磁性聚合物基纳米复合材料 394

18.2.5磁性纳米聚合物基复合材料的实际应用 396

18.3其他聚合物基纳米复合材料 398

18.3.1聚合物／石墨纳米复合材料 398

18.3.2聚合物／碳酸钙纳米复合材料 401

本章小结 405

思考题 406

参考文献 406